Lubrifiants industriels pour le secteur automobile

Sur la route ou dans l’espace, franchir de nouvelles frontières s’avère souvent ardu. Pour surmonter ces difficultés, l’industrie recourt à la chimie.

Pour que les industries de pointe fonctionnent sans anicroche

Toutes les industries et les applications ont un but commun : accroître l’efficacité sans compromettre le coût ou la performance. Qu’il s’agisse d’un fabricant industriel qui souhaite réduire les temps d’arrêt de la production, d’un fournisseur aérospatial désireux de prolonger la durée de vie des composants ou d’un constructeur automobile essayant d’accroître l’efficacité du carburant, il est nécessaire d’innover. L’innovation s’accompagne souvent de conditions d’utilisations difficiles : températures plus élevées, produits chimiques caustiques ou pression extrême.

Prenons l’exemple de l’industrie automobile. Les tailles des moteurs sont de plus en plus réduites en vue de la conformité aux normes toujours plus strictes en matière de limitation de la consommation de carburant, étant donné que la norme CAFE de l’EPA poursuit comme objectif une consommation moyenne de 54,5 mpg d’ici 2025, soit une augmentation de 49 % par rapport à l’objectif fixé en 2017. La réglementation de l’UE est encore plus stricte, avec un objectif de 5,6 litres/100 km (57 mpg) d’ici 2021. Cette réduction de la taille des moteurs est liée à l’augmentation significative des températures sous le capot, passées de 120 °C (248 °F) au début des années 2000 à près de 200 °C (392 °F) aujourd’hui¹ . Comment les constructeurs automobiles font-ils face à ce changement de température sans pour autant sacrifier la performance ? Ils se sont tournés vers l’industrie chimique pour trouver des matériaux et composants haute performance, à l’instar des lubrifiants haute performance Krytox™.

Les normes susmentionnées représentent de formidables bonds à effectuer en à peine quelques années, notamment pour une industrie qui repose presque entièrement sur la combustion interne, une technologie vieille d’environ 150 ans. Bien qu’il soit possible pour l’industrie de se conformer à cette norme au moyen des voitures électriques et hybrides, seuls 25 % des voitures seront équipés de moteurs électriques d’ici 2025², à en croire un rapport.

Toutefois, en partie grâce aux contributions de l’industrie chimique, les constructeurs automobiles découvrent de nouveaux moyens d’atteindre ces objectifs ambitieux en matière d’efficacité par le biais de la technologie de combustion interne classique. Chemours, à titre d’exemple, offre la gamme Krytox™, des lubrifiants synthétiques capables de durer plusieurs années, voire des décennies, dans de nombreuses applications. En outre, en raison de leur inertie totale, excepté dans des cas très limités, ils sont devenus des composants incontournables dans de nombreuses industries, notamment l’industrie automobile, agroalimentaire, pétrolière, de la production électrique et bien d’autres.

Produire davantage avec moins

Pour répondre aux exigences toujours plus élevées en matière de consommation, l’industrie automobile réduit la taille des moteurs de quatre cylindres à trois, et un constructeur européen va jusqu’à proposer des moteurs à deux cylindres. Pour que la performance de ces moteurs réduits égale celle des gros moteurs, les constructeurs ajoutent des turbocompresseurs. Un constructeur automobile américain affirme qu’un moteur à trois cylindres doté d’un turbocompresseur de 1,0 litre produit davantage d’énergie que l’ancien moteur à quatre cylindres d’une cylindrée de 1,6 litres.³

Cependant, maintenir les turbocompresseurs en marche n’est pas chose aisée. Avec un régime de 300 000 tr/min, les turbocompresseurs produisent davantage d’énergie et de chaleur dans des espaces réduits. Du fait de l’augmentation de chaleur et du régime extrêmement élevé de la turbine, on pourrait s’attendre à ce que le turbocompresseur brûle en peu de temps. Ce serait le cas sans un lubrifiant industriel approprié.

Heureusement, les lubrifiants Krytox™ fonctionnent bien, même dans ces environnements de plus en plus difficiles. Là où des lubrifiants ordinaires pourraient se décomposer ou brûler sous l’effet de la chaleur intense, les produits Krytox™ continuent de fonctionner. Lorsqu’utilisés dans la plage de température spécifiée allant de -70 °C (-94 °F) à 399 °C (750 °F) selon le grade, les lubrifiants Krytox™ ne se détériorent pas et ne se décomposent pas à l’intérieur de conteneurs en nickel pur. Contrairement aux hydrocarbones, ils sont ininflammables et ne peuvent donc pas brûler ou carboniser.

Tandis que l’environnement interne du moteur devient plus rude, celui de la voiture devient plus attrayant. Les systèmes de pointe de gestion du moteur permettent à ce dernier d’être plus silencieux, les moteurs électriques l’étant davantage. Cela pose toutefois un nouveau défi, celui des grincements auparavant masqués par le bruit du moteur désormais audibles pour le conducteur et les passagers.

Chemours a pris note de ce nouveau défi d’un genre différent rencontré par l’industrie automobile. « Il est possible de rendre une chose silencieuse en y appliquant une graisse ordinaire », déclare Rob French, chef du service de prospection commerciale chez Chemours. « Cependant, après avoir parcouru 20 000 miles (32 186,88 km), les grincements peuvent reprendre après que la graisse a séché ou imprégné le plastique qui l’entoure. »

Toutefois, Chemours a de nouveau été en mesure d’y apporter une solution. « Les produits Krytox™ sont la solution à ce problème du fait qu’ils ne se dessèchent pas, ne se détériorent pas et restent en place pendant toute la durée de vie du véhicule », explique M. French. « Appliquez-les une seule fois, et c’est tout. »

Lubrification en dehors des frontières

Ces propriétés permettent aux lubrifiants Krytox™ de fonctionner dans un environnement encore plus difficile : l’espace. Utilisé dans les avions, les satellites et les vaisseaux spatiaux, ce lubrifiant industriel est conçu pour résister aux températures extrêmes, aux pressions modulées, aux radiations, au vide et bien plus.

Les applications aériennes avancées s’accompagnent de nombreuses conditions difficiles, des cycles de température et de pression répétés aux niveaux élevés de contrainte mécanique, en passant par de longs intervalles d’entretien. Les lubrifiants Krytox™ déploient tous leurs atouts en prolongeant la durée de vie des composants des drones fonctionnant dans des climats rudes ou en lubrifiant à long terme les pompes à essence des avions ainsi que les cannelures des pompes hydrauliques des hélicoptères.

Une fois que vous quittez l’atmosphère terrestre, tout devient plus difficile. Il est extrêmement difficile de trouver un lubrifiant adapté aux combinaisons spatiales, à titre d’exemple. Les combinaisons sont pressurisées à l’intérieur, mais ne sont soumises à aucune pression externe dans le vide spatial. De plus, leurs revêtements externes peuvent être soumis à des variations de température de l’ordre de centaines de degrés, à mesure que les astronautes s’éloignent du soleil. Comme les produits Krytox™ conservent leurs propriétés lubrifiantes dans cette vaste plage de températures (et du fait qu’ils ne coulent pas hors des joints comme c’est le cas pour les lubrifiants ordinaires), ils permettent aux combinaisons spatiales de fonctionner dans ce milieu des plus hostiles.

Les moteurs-fusées sont confrontés à des conditions encore plus hostiles. Ils doivent produire des quantités d’énergie colossales à mesure qu’ils s’éloignent de la chaleur et la pression de la Terre, en direction du vide froid de l’espace, et résister également à des vibrations inouïes. De nouveau, le produit Krytox™ facilite le processus en lubrifiant de nombreuses pièces mobiles du moteur-fusée, y compris les turbines et les pompes fournissant le carburant et l’oxygène.

Personnaliser les solutions pour relever différents défis

Quasiment tous les lots de lubrifiants Krytox™ sont adaptés à une application précise. Ils sont disponibles sous forme d’huile ou de graisse et se déclinent en 20 variétés de base. Toutefois, les ingénieurs de Chemours collaborent également avec les clients en vue d’adapter les propriétés du lubrifiant à des usages spécifiques et des industries aussi variées que l’agroalimentaire et la conception de satellites spatiaux. La formule peut être personnalisée de sorte à obtenir des propriétés telles que la résistance à la corrosion et la conductivité électrique. Elle peut être préparée en vue d’une utilisation dans le froid extrême de l’espace ou dans la chaleur intense d’un turbocompresseur.

La technologie évolue, certes, mais il demeure impossible de prévoir les défis qui seront rencontrés l’année prochaine, sans parler de ceux de 2030. Pour cette raison, Chemours discute avec les clients tous les jours dans le but de prévoir les problèmes et de personnaliser les solutions.